中国近海鲐鱼资源时空分布与海洋净初级生产力的关系研究

海洋净初级生产力影响了浮游动植物的空间分布和丰度,因此决定了海洋渔业的潜在产量。本文根据2006-2015年7-9月中国远洋渔业数据中心提供的中国近海鲐鱼捕捞数据和海洋净初级生产力遥感数据,以单位捕捞努力量渔获量（CPUE）表征资源丰度,以经度和纬度重心表征空间分布,分析研究了鲐鱼资源丰度和空间分布与海洋净初级生产力的关系。研究结果表明,2006-2015年鲐鱼产量、CPUE、经度和纬度重心呈现明显的月份和年际变化,7-9月渔场内净初级生产力空间分布模式不同。频率分布结果表明7-9月鲐鱼对应的适宜净初级生产力浓度范围分别为300~500 mg/（m2·d）（以碳计,下同）,300~400 mg/（m2·d）,300~400 mg/（m2·d）。相关分析结果表明,鲐鱼资源丰度与适宜净初级生产力海域范围比例呈显著正相关,且鲐鱼纬度重心与适宜净初级生产力海域平均纬度呈显著正相关关系,这表明渔场内的净初级生产力大小和分布模式显著影响鲐鱼的资源丰度和渔场重心位置。在鲐鱼主要分布海域25°~30°N,120°~130°E范围内,鲐鱼资源丰度与净初级生产力大小呈显著负相关关系。此外,不同气候条件下鲐鱼渔场净初级生产力大小变化不同,2007年和2010年强拉尼娜年份以及2009年中强厄尔尼诺年份鲐鱼渔场范围海洋净初级生产力降低,但适宜的海洋净初级生产力范围增大,导致鲐鱼资源丰度上升;而2015年超强厄尔尼诺年份鲐鱼渔场范围内海洋净初级生产力上升,但适宜的海洋净初级生产力范围显著减小,因此鲐鱼资源丰度相对降低。研究表明,中国近海鲐鱼资源时空分布与海洋净初级生产力具有显著关联。     

海洋初级生产力的遥感研究进展

近年来，海洋初级生产力的遥感反演成为科学界研究的热点问题之一．海洋初级生产力的遥感模型发展迅速．本文综述了海洋初级生产力遥感历史、近几年海洋初级生产力遥感估算模型的新发展和各种模型的局限性．结合各种初级生产力模型，讨论了模型建立所需要的参数；并讨论了初级生产力遥感的主要发展趋势，即根据各个海区的生物一光学特性，对初级生产力参数的估算将越来越区域化．     

遥感海洋初级生产力的生物—地理动力学问题

卫星遥感为大尺度海洋观测提供了一种可行方法。卫星资料应用于海洋初级生产力研究中最重要的是建立由海洋水色遥感资料得出的色素浓度计算初级生产力的合适算法。由于植物生理学方面的问题，建立一个合适的初级生产力算法有一定的困难。本文在分析水下光场和藻类光合作用光谱响应基础上，阐述了海洋初级生产力遥感中的生物－地理动力学问题。     

遥感海洋初级生产力的生物－地理动力学问题

卫星遥感为大尺度海洋观测提供了一种可行方法。卫星资料应用于海洋初级生产力研究中最重要的是建立由海洋水色遥感资料得出的色素浓度计算初级生产力的合适算法。由于植物生理学方面的问题，建立一个合适的初级生产力算法有一定的困难。了解和确立水体中浮游植物的生理速率参数与分布结构动态是必要的。本文在分析水下光场和藻类光合作用光谱响应基础上，阐述了海洋初级生产力遥感中的生物－地理动力学问题。     

胶州湾的初级生产力和新生产力

海洋初级生产力是海洋食物链的基础,是进行海洋生物资源评估和合理开发利用的基本依据。70年代在国际生物圈计刘(IBP)的推动下,本领域的一些学者曾在世界各大洋的代表性海区进行过大量现场观测研究。最近,随着世界性的资源与环境问題的日趋严重,全球C循环已成为人们关注的研究课题。海洋初级生产力是了解全球C循环必不可少的指标之一,因而再度成为生物海洋学家的研究对象。新生产力是总初级生产力的一部分,亦是海洋N循环的特征参数,对于大洋水域而言,它反映了真光层生物群落的净生产力,代表了真光层向下输出的C通量,是当今有关国际研究计划,如全球海洋通量联合研究( JGOFS)的核心内容之一。初级生产力和新生产力的研究,对于海洋生物资源的持续利用和C、N生物地球化学循环具有十分重要的意义。 胶州湾作为我国温带地区的典型海湾,已成为我国生态研究系统网络(CERN)的野外观测站。代表性的地理位置和强度开发下的生态条件,使其生态学资料在环境监测和资源开发方面极具理论意义和应用价值。胶州湾的初级生产力曾用黑白瓶生氧量法测定过(郭玉洁等,1992),而新生产力的实测研究在国内尚属空白。本文运用14C,15N同位素示踪方法,在胶州湾进行了季节性的初级生产力和新生产力现场实验研究,获得了比较系统的观测资料。     

胶州湾水温和营养盐硅限制初级生产力的时空变化

根据作者近年来对胶州湾水域的主要研究结果,分析和探讨了营养盐硅和水温对浮游植物生长的变化和其集群结构的改变影响,研究了胶州湾初级生产力的年变化过程是如何受到营养盐硅和水温的限制和提高,其时间阶段和空间区域又如何划分,营养盐硅和水温如何控制不同阶段和不同区域的初级生产力。同时,揭示了营养盐硅或水温在时间和空间的尺度上如何控制浮游植物生长的变化过程,而且在时空的变化中,2种因子营养盐硅和水温在时间和空间的尺度上又如何有顺序的控制,产生出各种类型的生产力。研究结果展示了在初级生产力的时间和空间的变化过程中,营养盐硅和水温控制初级生产力的不同时间阶段,尤其用增殖能力展示了水温对浮游植物生长的控制时间阶段;营养盐硅控制初级生产力的不同空间区域。从而阐明了营养盐硅和水温控制初级生产力的变化过程。从陆地到海洋界面的硅输送量决定了初级生产力的时间变化过程;硅的生物地球化学过程决定了初级生产力的空间变化过程。因而,营养盐硅和水温是浮游植物生长的“发动机”,营养盐硅是主要的,而水温是次要的。     

从卫星轨道测定海洋中的叶绿素

浮游藻类是海洋中最重要的初级生产者,共光合作用产物是整个食物链的物质和能量基础。它们生产能力的大小,决定着海洋生物的盛衰。因此,在海洋生物资源的开发中,对海洋初级生产力的调查研究,占有重要的地位。测定初级生产力方法之一,就是测定     

基于VGPM的中国近海净初级生产力的时空变化研究

海洋初级生产力对影响全球碳循环有显著作用,在一定程度上控制着海–气界面CO2的交换,是全球气候变化中的重要课题。随着科学技术的发展,卫星遥感资料已经被广泛地应用于海洋初级生产力研究,文章利用中等分辨率成像光谱仪(MODIS)卫星遥感传感器资料(2003—2014年)分析我国近海海域海洋净初级生产力在近十几年的月度、季度、年度变化趋势,以期对相关研究提供参考。     

东海南部海洋净初级生产力与鲐鱼资源量变动关系的研究

海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量,我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果,但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样,将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼(Scomber japonicus)捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系,探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明,净初级生产力与标准化CPUE(Catch Per Unit Effort)不存在显著的线性关系(P>0.05),但呈显著非线性关系(P<0.05),且这种非线性关系表现为倒抛物线,即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高,但当净初级生产力进一步增加,鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制,但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。     

海洋围隔水体中初级生产力的测定研究

本文描述用受控生态系实验装置(CEE),测定海水中颗粒有机碳产额,溶解氧增量和碳-14吸收率,以研究海洋生态系中生物量和初级生产力的变化。同时,比较不同的孵育时间,不同粒度藻类,不同体积和类型瓶子对碳-14示踪法测定生产力的影响。结果表明,溶解氧方法所测的生产力最高,碳-14方法次之,颗粒有机碳增量法最低,即光合作用商应高于1.7;颗粒有讥碳增量约为碳-14生产量的61%,4小时和24小时不同孵育时间所测生产力比值为2.42±0.27,不同体积和类型的瓶子所测生产力没有显著差别,本文建议用多种测定方法,以逼近海洋初级生产力的真值。     

以Ba为指标反演海洋古生产力的研究进展

海洋沉积物中的生源Ba通量与有机碳通量有着惊人的相关性，因此Ba很适合作为古生产力的指标。概述了Ba与生产力的相关性原理．对反演过程中3个主要影响因子(沉积环境、海水中的Ba浓度、沉积物堆积速率)进行了探讨．分析了计算模型并对模型发展方向作了预测。认为生源Ba形成机制和沉积环境中干扰因素扣除将是今后研究的重点．指出在我国开展以Ba为指标的古生产力研究对古海洋生态环境研究有重要意义。     

晚第四纪南极阿蒙森海扇区冰盖与古生产力旋回变化

本文通过对阿蒙森海西北部陆隆AMS01岩心沉积物颜色、粒度及地球化学等多种指标分析,重建了该地区氧同位素9期(MIS9,大约距今34万年)以来冰盖与古生产力演变历史,结果表明:(1)岩心沉积物粒度与古生产力替代指标表现出明显的冰期–间冰期旋回变化特征;(2)MIS9、MIS7和MIS5等间冰期沉积速率较小,沉积物呈褐色,冰筏碎屑含量低,生源组分含量高,反映出该时期阿蒙森海地区气候温暖,冰盖发生了大规模退缩,冰盖–冰架–冰山等陆源冰对沉积物的影响减弱,海冰覆盖减弱,有利于浮游植物的生长和繁殖;(3)MIS8c、MIS8a、MIS6、MIS2等冰期沉积速率大,沉积物呈灰色,沉积物随之变粗,冰筏碎屑含量高,生源组分含量低,说明该时期冰盖大幅扩张,陆隆区成为近冰盖/冰架沉积环境,海冰和冰山密集,海洋生产力显著降低;(4)冰期、间冰期内,冰盖与古生产力也有不同程度的波动;特别是MIS8b期发育浅褐色间冰阶沉积,冰筏碎屑含量低,生产力水平与间冰期基本持平,说明阿蒙森海地区冰盖、海洋对气候变化的响应比东南极地区敏感。     

48ka以来日本海古生产力和古氧化还原环境变化的地球化学记录

通过对日本海Ulleung盆地KCES-1孔元素地球化学分析,探讨了过去48 ka以来日本海古生产力和古氧化还原环境的变化规律和影响因素。多种替代指标质量累积速率(总有机碳、CaCO3,磷、过剩钡、镉含量)显示日本海古生产力自48 ka以来发生了显著的变化。在48~18 ka低海平面和有限的水体交换导致表层水古生产力相对较低。在18~11 ka随着海平面的上升,富营养盐水团(亲潮和东海沿岸流水团)的流入导致古生产力逐渐增大,在12.6~11.5 ka古生产力达到最大值。在全新世对马暖流成为影响古生产力变化的重要因素,并且自5 ka以来古生产力保持相对稳定。古氧化还原替代指标(总有机碳、钼、铀、锰、碳与硫含量之比、自生铀、自生钼含量)显示在12~9 ka日本海底层水可能为无氧环境。古生产力高和底层水体有限的交换是诱发底层水缺氧的主要因素,而这又与全球气候变化和海平面变化有关。     

南海南部第四纪表层海水古生产力变化的钙质超微化石证据

深海沉积中的钙质超微化石是古海洋表层生产力的替代性标志之一。通过对南海南部ODP1143站第四纪沉积中超微化石分析，从绝对丰度和堆积速率、Florisphaera profunda百分含量及碳同位素三个方面探讨了该区第四纪表层海水古生产力的变化特征。结果显示，1．56Ma以来南海南部表层海水古生产力呈现两种不同时间尺度的变化。一是随冰期－间冰期旋回而变化，间冰期时，表层海水生产力高，而冰期时则降低；另一种则是大约40万年的长周期变化，自1．56Ma以来，可以分成四个大的旋回，每个旋回内表层海水古生产力又经历了从低到高再到低的变化。     

尺度重整分析中周期性成分的影响

目前，越来越多的研究者将尺度重整分析(R／S)引入古气候环境研究中。但在这些研究中很少提及周期性成分对尺度重整分析结果的影响。然而实际上，古气候环境演化往往显示出明显的周期性变化，而周期性成分的存在对尺度重整分析具有显著的影响。笔者列举了2个实例对此进行了说明。这些事实表明，在古气候环境研究中，没有考虑周期性成分影响的尺度重整分析的结果需要谨慎使用，有些可能需要做进一步修正。     

海洋古生产力重建初探──以南沙群岛海区NS90-103柱样为例

以南沙海区ＮＳ９０－１０３柱样为例，利用各种古生产力指标物，如有机碳含量，有孔虫壳和有孔虫碳同位素，重建了２０００００ａ以来古生产力变化，并对结果予以讨论。     

早第四纪西太平洋底栖有孔虫群与大洋深层水环流演化的关系

选取赤道西太平洋ODP 807站位(3°36.42′N,156°37.49′E,水深2 803.8m,岩心长822.9m)26.27～43.02mbsf层段中的底栖有孔虫进行研究,以便了解早更新世2.5～1.6Ma BP时期古生产力和深水环流的变化。结果显示,这一时期底栖有孔虫堆积速率(BFAR)、表生种和内生种比值(E/I)、Uvigerina spp.百分含量和有机碳百分含量(TOC%)等替代指标反映了西太平洋古生产力总体上呈现冰期高、间冰期低的特点,而其中Bulimina alazanensis的丰度变化则相反,反映了该种有可能更适合温暖、低营养的底层水环境。2.5～1.6 MaBP时期底栖有孔虫在丰度上以Uvigerina spp.为主,指示了早更新世西太平洋深层水受北部水团的控制更强。     

Advances in mollusc sclerochronology and sclerochemistry: tools for understanding climate and environment

This Special Issue of Geo-Marine Letters compiles papers on marine, estuarine and freshwater mollusc shells as recorders of environmental and climatic conditions. Considering that many past studies have differentiated geochemical investigations from sclerochronological investigations, we propose that the sub-discipline term “sclerochemistry” be used when geochemical investigations are undertaken. This issue starts with two review papers that discuss the importance of physiology or vital effects on both sclerochronology and sclerochemistry. Several sclerochemical calibration studies on modern specimens of both bivalves and gastropods are presented (including δ¹⁸O, Mg/Ca, Sr/Ca and Ba/Ca), which illustrate the usefulness and difficulties associated with using these proxies. Studies on fossil mollusc shells are also provided, with one study that uses Pliocene scallop shells to understand past ocean circulation and another that addresses the problem of diagenesis. Finally, a sclerochronological study of crystal prism width across the shell is presented. This Special Issue demonstrates that many elemental and isotopic proxies contained in mollusc shells are complex. In spite of these complexities, environmental and climatic conditions can be extracted for use in palaeoclimatic and palaeoenvironmental research.     

越南岸外上升流区48万年来高分辨率的生源组分记录及其古海洋学意义

南海西部越南岸外MD05-2901孔沉积物分析显示,该孔覆盖氧同位素1-12期,底界年龄约为48万年。生源组分记录显示表层古生产力冰期高、间冰期低,体现间冰期海平面下降、陆源物质输入增强的影响。生产力在末次冰期达到最高,体现末次盛冰期海陆差异增强,东北风发育对生产力提高的促进作用。碳酸钙含量变化呈现冰期早期含量低、冰消期和间冰期含量高的趋势。其冰消期的高值在MIS1/2、MIS3/4和MIS5/6分界处,与浮游有孔虫碳同位素低值对应,揭示该地区的碳酸钙沉积旋回是“稀释旋回”。同时碳酸钙含量变化领先于同一地区浮游有孔虫氧同位素的变化,证明低纬海区碳酸钙泵作用对大气二氧化碳浓度和温度有影响。滤波分析结果显示碳同位素存在23 ka的岁差周期和偏心率长周期,生源组分的含量变化显示出典型的岁差周期,体现南海季风环流的轨道响应,证明低纬热带过程是调节气候变化的重要因素。     

No evidence for a Pleistocene collapse of the West Antarctic Ice Sheet from continental margin sediments recovered in the Amundsen Sea

Records of glaciomarine deposition recovered from the West Antarctic continental margin in the Amundsen Sea allow the reconstruction of the behaviour of the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) in response to the natural climatic changes of the last 1.8 million years. Contents of gravel-sized and lithogenic components represent the input and redeposition of glaciogenic debris, whereas variations in the proportions of the calcareous sediment fraction reflect palaeoproductivity changes. All proxies, which are regarded as sensitive to a WAIS collapse, changed markedly during the global climatic cycles, but do not confirm a complete disintegration of the WAIS during the Pleistocene.